Di Mars, setan debu dan angin mencapai kecepatan hingga 160 km/jam dan karenanya lebih cepat dari perkiraan sebelumnya: Hal ini ditunjukkan oleh studi yang dilakukan oleh tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Universitas Bern. Para peneliti menganalisis gambar yang diambil oleh kamera Bernese Mars CaSSIS dan kamera stereo HRSC dengan bantuan pembelajaran mesin. Studi ini memberikan dasar data yang berharga untuk pemahaman yang lebih baik tentang dinamika atmosfer, yang penting untuk model iklim yang lebih baik dan misi Mars di masa depan.
Meskipun atmosfer Mars sangat tipis, terdapat juga angin di Mars yang berperan penting dalam iklim dan distribusi debu. Pergerakan angin dan perputaran debu juga menciptakan apa yang disebut setan debu, kolom debu dan udara yang berputar dan bergerak melintasi permukaan. Dalam gambar Mars, angin itu sendiri tidak terlihat, tetapi setan debu terlihat jelas. Karena pergerakannya, mereka menjadi indikator berharga bagi para peneliti untuk menentukan angin yang tidak terlihat.
Sebuah studi baru yang dipimpin oleh Valentin Bickel dari Pusat Luar Angkasa dan Habitabilitas di Universitas Bern menunjukkan bahwa setan debu dan angin yang mengelilinginya mencapai kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada yang diperkirakan sebelumnya. Angin yang lebih kencang mungkin bertanggung jawab atas sebagian besar pengangkatan debu di Mars, yang pada gilirannya berdampak besar pada cuaca dan iklim Mars. Studi yang melibatkan para peneliti dari Departemen Penelitian Luar Angkasa dan Planetologi di Institut Fisika Universitas Bern, Universitas Terbuka di Inggris, dan German Aerospace Center (DLR) ini baru saja dipublikasikan di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
Pergerakan setan debu dipelajari dengan bantuan pembelajaran mendalam
“Dengan menggunakan pendekatan pembelajaran mendalam yang canggih, kami dapat mengidentifikasi setan debu di lebih dari 50.000 citra satelit,” jelas penulis pertama Valentin Bickel. Tim menggunakan gambar dari kamera Mars CaSSIS (Color and Stereo Surface Imaging System) yang berbasis di Bern dan kamera stereo HRSC (High Resolusi Stereo Camera). CaSSIS berada di dalam ExoMars Trace Gas Orbiter milik Badan Antariksa Eropa (ESA), sedangkan kamera HRSC berada di dalam pengorbit ESA Mars Express. “Oleh karena itu, penelitian kami hanya didasarkan pada data dari eksplorasi Mars Eropa,” lanjut Bickel.
Pada langkah selanjutnya, tim peneliti memeriksa gambar stereo dari sekitar 300 setan debu yang teridentifikasi untuk mengukur arah pergerakan dan kecepatannya. Rekan penulis Nicolas Thomas, yang di bawah kepemimpinannya sistem kamera CaSSIS dikembangkan dan dibangun di Universitas Bern dan didanai oleh Kantor Luar Angkasa Swiss SERI melalui program PRODEX ESA (lihat kotak info), menjelaskan: “Gambar stereo adalah gambar dari tempat yang sama di permukaan Mars, tetapi diambil dalam jarak beberapa detik. Oleh karena itu, gambar-gambar ini dapat digunakan untuk mengukur pergerakan setan debu.” Bickel menekankan: “Jika Anda menggabungkan gambar stereo secara berurutan, Anda dapat mengamati betapa dinamisnya setan debu bergerak melintasi permukaan.”
Angin di Mars lebih kuat dari perkiraan sebelumnya
Misi Mars di masa depan dapat mengambil manfaat dari hasil penelitian ini
Hasilnya menunjukkan bahwa setan debu dan angin yang mengelilinginya di Mars dapat mencapai kecepatan hingga 44 m/s, yaitu sekitar 160 km/jam, di seluruh planet, yang jauh lebih cepat dari perkiraan sebelumnya (pengukuran sebelumnya di permukaan menunjukkan bahwa sebagian besar angin tetap berada di bawah 50 km/jam dan – dalam kasus yang jarang terjadi – dapat mencapai kecepatan maksimum 100 km/jam). Kecepatan angin yang tinggi pada gilirannya mempengaruhi siklus debu di Planet Merah: “Angin kencang dan lurus ini kemungkinan besar akan membawa sejumlah besar debu ke atmosfer Mars – jauh lebih banyak dari perkiraan sebelumnya,” kata Bickel. Dia melanjutkan: “Data kami menunjukkan di mana dan kapan angin di Mars tampaknya cukup kuat untuk mengangkat debu dari permukaan. Ini adalah pertama kalinya temuan tersebut tersedia dalam skala global selama sekitar dua dekade.”
Hasil yang diperoleh juga sangat penting untuk misi Mars di masa depan. “Pemahaman yang lebih baik tentang kondisi angin di Mars sangat penting untuk perencanaan dan pelaksanaan misi pendaratan di masa depan,” jelas Daniela Tirsch dari Institute of Space Research di German Aerospace Center (DLR) dan salah satu penulis studi tersebut. “Dengan bantuan temuan baru mengenai dinamika angin, kita dapat memodelkan atmosfer Mars dan proses permukaan terkait dengan lebih tepat,” lanjut Tirsch. Model-model ini penting untuk menilai risiko misi masa depan dengan lebih baik dan menyesuaikan sistem teknis. Studi baru ini memberikan temuan penting untuk sejumlah bidang penelitian di Mars, seperti penelitian pembentukan bukit pasir dan garis lereng, serta pembuatan model cuaca dan iklim Mars.
Para peneliti berencana untuk lebih mengintensifkan pengamatan setan debu dan melengkapi data yang diperoleh dengan pengamatan setan debu yang ditargetkan dan terkoordinasi menggunakan CaSSIS dan HRSC. “Dalam jangka panjang, penelitian kami akan membantu membuat perencanaan misi Mars menjadi lebih efisien,” Bickel menyimpulkan.
